STERGANN

Voyager 1 a la frontiere du systeme solaire

Dr Edward Stone, scientifique du projet Voyager de l'Institut de Technologie de Californie a Pasadena, annonce que "Voyager 1 est entre dans la derniere etape de sa course vers l'espace interstellaire en commencant l'exploration de la frontiere finale du systeme solaire".

En novembre 2003, l'équipe Voyager avait annoncé qu'elle était en face d'événements totalement différents de ceux déjà rencontrés au cours des 26 ans d'exploration de la sonde. Pour l'équipe de scientifiques, ces événements inhabituels indiquaient que Voyager 1 approchait d'une région étrange de l'espace. Probablement le début d'une frontière nommée la région d'onde de choc. Il s'agit d'une région où le vent solaire ralentit brutalement : la frontière de la zone d'influence du Soleil, l'héliosphère, à quelque 14 milliards de kilomètres de la Terre. Les informations des équipements de mesure de la sonde ne permettaient cependant pas, à cette époque, d'affirmer si la sonde avait réellement rencontré la zone d'onde de choc ou s'il elle ne faisait que s'en approcher. L'instrument qui pouvait mesurer la vitesse du vent solaire et ainsi donner une réponse définitive à la question a cessé de fonctionner il y a des années.

Toutefois, une équipe étudiant des particules de faible énergie, en avait déduit que la vitesse du vent solaire avait baissé à partir d'août 2002, tendant à montrer que Voyager 1 avait atteint la zone de l'onde terminale. "La déduction que la vitesse du vent solaire est passée à zéro nous semble un indicateur assez solide que nous sommes dans les environs de la 'termination shock' et à la lisière du système solaire", soulignait Louis Lanzerotti, de l'Institut de technologie du New Jersey, coauteur de la première étude. Une deuxième équipe analysant des particules contenant plus d'énergie, indiquait que la plus forte densité des particules rencontrées par Voyager 1 n'était qu'un signe précurseur et que la 'termination shock' n'était pas encore atteinte.

Le Soleil et son système planétaire se déplacent à la manière d'une bulle dans un immense nuage de gaz interstellaire à la vitesse apparente de 25 km/s (90 000 km/h). La zone d'onde de choc est le secteur, à l'avant de la bulle, où les vents solaires, un flux continu et ténu de particules et d'atomes chargés électriquement et soufflé par le soleil, sont ralentis par la pression des gazs interstellaires. Ce ralentissement a été enregistré en décembre 2004 par les détecteurs de Voyager, en même temps qu'une hausse attendue du champ magnétique ambiant. Prudents, les scientifiques ont attendu quelques mois pour voir si les mesures se confirmaient avant de faire leur annonce. Dans l'onde de choc, le vent solaire ralentit brutalement d'une vitesse moyenne de 300 à 700 km/sec (selon l'activité de l'étoile) à la vitesse de 100 km/sec et il devient plus chaud et plus dense. Au-delà de l'onde de choc se trouve une région appelée héliopause qui marque le commencement de l'espace interstellaire et la fin de notre système solaire.

Le télescope spatial Hubble a réalisé cette image d'une onde de choc
d'une taille aux environs d'une demi année lumière provoquée par le vent de l'étoile L.L. Orion
entrant en collision avec la matière nébulaire environnante.
(Credit: NASA, The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Selon le Dr. John Richardson, du MIT, "le consensus de l'équipe est que Voyager 1 est maintenant arrivée au delà de la zone d'onde de choc à 8.7 milliards de miles du Soleil". Les instruments de Voyager donnent une image du plasma ambiant correspondant à celle attendue après l'onde de choc.

L'évidence la plus forte repose sur l'accroissement de la force du champ magnétique et, de manière induite, la baisse de la vitesse des vents solaires. Ces phénomènes physiques sont sensés se produire dès que les vents solaires ralentissent, ce qui est le cas de l'onde de choc. Prenez l'exemple d'une autoroute peu ou moyennement chargée : si un facteur quelconque oblige les conducteurs à ralentir, les voitures se rapprochent, leur densité s'accroit. La densité du champ magnétique porté par les vents solaires doit de la même façon augmenter si la vitesse des vents décroît. Les instruments de Voyager 1 ont observé, en décembre 2004, un accroissement de la force du champ magnétique d'un facteur de 2,5. Le champ magnétique est ensuite resté à ce niveau élevé depuis le mois de décembre. L'accroissement du champ magnétique observé en 2003 était de 1,7.

Selon le Dr. Eric Christian, chercheur à la NASA, "les observations faites par Voyager 1 au cours des dernières années montrent que l"onde de choc est une région beaucoup plus complexe qu'on n'avait pu le penser jusques là".

Positions de Voyager 1 et 2. Crédit NASA.

D'après les modèles actuels, la frontière ultime de l'héliosphère se trouverait désormais entre 30 et 50 UA, unités astronomiques. Il ne s'agit vraisemblablement pas d'une frontière statique mais plutôt de frontières fluctuantes se déplaçant en fonction des variations de l'intensité du vent solaire . Avec sa vitesse de croisière de 3,6 u. a. par an, Voyager 1 devrait sortir de la zone d'influence du Soleil entre 2013 et 2018, soit 36 à 41 ans après son départ de la Terre. Les missions Voyager 1 et 2 étaient destinées à des régions de l'espace éloignées du soleil. Les sondes ont en conséquence été équipées chacune d'un générateur d'électricité au plutonium afin d'assurer le fonctionnement des systèmes et des instruments des sondes. Ces générateurs sont toujours en fonctionnement au bout de 27 ans de mission et devraient continuer à alimenter la sonde jusqu'en 2020. L'arrivée de la sonde automatique dans l'onde de choc est de plus une excellente nouvelle pour l'avenir des deux missions Voyager 1 et 2, dont les budgets sont menacés. Voyager a dépassé les 10 000 jours de mission le 21 janvier 2005.

Voyager 1, aussi bien que sa jumelle Voyager 2 continuent à fonctionner correctement malgré la défaillance de certains instruments et à renvoyer des données scientifique. Les détecteurs de rayons cosmiques, les magnétomètres, les détecteurs de flux de plasma et de particules basse énergie des deux sondes sont toujours opérationnels. De plus, le spectomètre ultraviolet de Voyager 1 et l'instrument Plasma de Voyager 2 continuent à envoyer des données.

Voyager 1

Lancées le 20 août et le 5 septembre 1977, les sondes avaient pour mission initiale d'étudier Jupiter, Saturne et leurs satellites. Grâce à elles, les astronomes ont pu observer des volcans en activité sur Io (une des lunes de Jupiter) et de minuscules défauts dans les anneaux de Saturne. Voyager 1 s'est ensuite dirigée vers l'espace interstellaire et sa jumelle a pris le chemin d'Uranus et de Neptune, qu'elle a visitées en 1986 et 1989. Les scientifiques ont ainsi découvert que Neptune avait les vents les plus forts de tout le système solaire. Survenant tous les 175 ans, une conjonction de planètes extraordinairement favorable par rapport à la Terre a ainsi permis aux sondes d'explorer quatre planètes et 48 de leurs lunes en un seul voyage et en consommant peu d'énergie. Chaque sonde emporte à son bord un disque contenant des informations sur la Terre, des sons et des images.